專利名稱：纖維強(qiáng)化復(fù)合瓦楞紙板的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種纖維強(qiáng)化復(fù)合瓦楞紙板的加工方法，屬于瓦楞紙板加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
瓦楞紙板作為最重要、應(yīng)用最廣的包裝材料，具有質(zhì)量輕、成本低、易加工、便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，這是木材包裝和金屬包裝所不具備的，而其U、V、UV等楞形結(jié)構(gòu)，也大大提高了紙箱的抗壓、耐破能力，但其不足在于:紙箱強(qiáng)度有限，其承載能力主要是通過提高紙張克重來實(shí)現(xiàn)的，這對(duì)于重型包裝產(chǎn)品而言，其力學(xué)性能、承載能力難以獲得大幅度的提升。同時(shí)，各種特殊要求的包裝對(duì)象，如電訊、化工、機(jī)械、醫(yī)療器械、航空器材等高科技產(chǎn)品，對(duì)瓦楞紙板材料提出了更高的要求。盡管瓦楞紙箱占紙包裝制品產(chǎn)量的75%左右，但對(duì)于瓦楞原紙，尤其是低克重、高強(qiáng)度瓦楞原紙每年至少缺口 100多萬噸。中國每年出口貨物所用的一次性集裝箱木托盤大約在3000萬只左右，2011年我國包裝用鐵量大約為500萬噸。承載重型產(chǎn)品的紙質(zhì)包裝越來越受關(guān)注。傳統(tǒng)瓦楞紙板的制備流程為:瓦楞原紙一瓦楞輥軋制一瓦楞(粘合)一單面紙板(一平一瓦)瓦楞紙板一縱切一橫切一紙板堆碼。發(fā)達(dá)國家的重型包裝所用紙板主要是采用高強(qiáng)多層的瓦楞紙板制成的紙箱，或者，只在邊、角、底、頂處加固結(jié)構(gòu)材料和用作中隔、襯墊、填充的緩沖、定位、防護(hù)等非木質(zhì)化材料。上述改進(jìn)方式雖然克服了紙板強(qiáng)度不足的缺陷，然而制作工序較為復(fù)雜，但只能針對(duì)性的對(duì)關(guān)鍵部位進(jìn)行固化，無法確保紙箱的整體強(qiáng)度達(dá)標(biāo)；而鈣塑瓦楞紙板、中空蜂窩板等因存在加工困難、成本高、紙張消耗量大、不可再生等問題，無法得到廣泛應(yīng)用。有基于此，做出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種紙板強(qiáng)度高、力學(xué)性能好、節(jié)約成本、流程簡單的纖維強(qiáng)化復(fù)合瓦楞紙板的加工方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:
纖維強(qiáng)化復(fù)合瓦楞紙板的加工方法，將纖維以線材或者網(wǎng)格的方式壓制在面紙上，上塑紙粘合劑，然后與瓦楞紙進(jìn)行復(fù)合，進(jìn)行烘干、冷卻定型，然后分切、壓痕、橫切、堆碼。本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)置如下:
所述的纖維為高強(qiáng)滌綸工業(yè)絲(浙江古纖道新材料股份有限公司，型號(hào)為GHT-1110/192 或 GHT-3330/384)或尼龍中的一種。所述的面紙為箱板紙。所述的塑紙粘結(jié)劑為添加劑、硼砂、液堿、玉米淀粉與水的混合物，混合質(zhì)量比為添加劑:硼砂:液堿:玉米淀粉:7jc =1:3:5:16:25，其中，添加劑為架橋機(jī)與穩(wěn)定劑按照質(zhì)量比為(1-2): (0.1-1)混配而成的，硼砂為工業(yè)硼砂，液堿為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為30-40%的NaOH溶液，玉米淀粉為食用級(jí)玉米淀粉。所述的粘結(jié)時(shí)間為20秒-40秒，優(yōu)選為15秒-35秒；粘結(jié)溫度為56°C _62°C，優(yōu)選為58°C -60°C ;粘結(jié)壓力為2N-14N，優(yōu)選為2.5N-12N。所述的烘干溫度為150°C _170°C,烘干速度為90m/min- 150m/min。所述的冷卻定型溫度為10°C -30 V，冷卻定型時(shí)間為6秒-12秒。所述的線材方式纖維的添加量為2-4根/m2。所述的網(wǎng)格方式纖維的網(wǎng)格密度為16-24孔/m2。紙張屬于非線性材料，其應(yīng)力應(yīng)變曲線非常復(fù)雜，且存儲(chǔ)和使用過程中，極易受環(huán)境濕度影響而改變應(yīng)力應(yīng)變特性，而纖維屬于黏彈性體，具有與紙張明顯不同的應(yīng)力應(yīng)變曲線。將纖維應(yīng)用于瓦楞紙板的強(qiáng)化工序中，不僅需要對(duì)纖維類型進(jìn)行篩選，同時(shí)，其加工工藝過程也與常規(guī)的傳統(tǒng)技術(shù)不同。本發(fā)明中采用的纖維包括高強(qiáng)滌綸工業(yè)絲，選用的塑紙粘結(jié)劑為自制配方粘合劑，可使纖維與瓦楞面紙很好的粘合在一起，粘合強(qiáng)度和粘合速度均可滿足強(qiáng)度以及生產(chǎn)速率的要求。采用本發(fā)明技術(shù)方案獲得的有益效果如下:
1.大幅度提高單位克重瓦楞紙板的承載能力。諸如尼龍等纖維材料本身就具有極強(qiáng)的抗拉伸強(qiáng)度，相同截面積的纖維材料，其拉伸強(qiáng)度約為瓦楞紙用牛皮紙的30-50倍，即用較少的強(qiáng)化纖維就能獲得與瓦楞紙相同的拉伸強(qiáng)度。本發(fā)明通過設(shè)計(jì)瓦楞紙板與強(qiáng)化纖維的配置比例和粘結(jié)性是，極少的成本即可實(shí)現(xiàn)瓦楞紙力學(xué)性能的大幅度提升，其承載能力提高20%以上，采用本發(fā)明工藝制備的纖維強(qiáng)化復(fù)合瓦楞紙板生產(chǎn)同等規(guī)格和強(qiáng)度的包裝紙箱，可節(jié)約紙張成本15%左右，我國重型產(chǎn)品的木材包裝約占80%，每年消耗木材1000多萬平方米，采用本發(fā)明技術(shù)方案制得的紙板可節(jié)約一半以上的木材。2.具有與普通瓦楞紙板相同的功能性優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明技術(shù)方案制備的纖維強(qiáng)化復(fù)合瓦楞紙板盡在器內(nèi)部或表面負(fù)荷具有強(qiáng)化功能纖維材料或網(wǎng)絡(luò)，具有普通瓦楞紙板相同的功能性優(yōu)勢(shì)，其環(huán)保性好，易于分離循環(huán)使用；全紙包裝，可面見通關(guān)，大大提高了貨物的遞迭速度，減少相應(yīng)的費(fèi)用支出；緩沖性好，緩沖性能較木箱、金屬箱提高2-8倍，適用于防治易碎、易壓損、易變形精密儀器等；可與紙托盤連在一起配套生產(chǎn)，有效防止貨物移位，更易于裝貨柜；重量輕，同比質(zhì)量為木質(zhì)的1/5，同比為鐵質(zhì)的1/10，托運(yùn)費(fèi)用大幅下降，運(yùn)輸、輸送過程中，可折疊平放，具有體積小、使用方便、密封防塵等優(yōu)點(diǎn)；表面經(jīng)過特殊處理即可實(shí)現(xiàn)防潮、防銹、抗靜電、抗熱輻射等。


圖1為本發(fā)明加工方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施例以五層瓦楞紙板的生產(chǎn)為例進(jìn)行技術(shù)方案的說明，并不局限于五層瓦楞紙板結(jié)構(gòu)。實(shí)施例1
結(jié)合圖1，本實(shí)施例中，纖維強(qiáng)化復(fù)合瓦楞紙板的加工方法如下: ①原紙經(jīng)瓦楞輥軋制，在原紙上形成瓦楞，稱為瓦楞紙。②纖維以線材形式被壓制在一層箱板紙內(nèi)側(cè)，并上塑紙粘結(jié)劑，其中，塑紙粘結(jié)劑為添加劑、硼砂、液堿、玉米淀粉與水的混合物，混合質(zhì)量比為添加劑:硼砂:液堿:玉米淀粉:水=1:3:5:16:25，添加劑為架橋機(jī)與穩(wěn)定劑按照質(zhì)量比為1.67:0.33混配而成的，硼砂為工業(yè)硼砂，液堿為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為32%的NaOH溶液，玉米淀粉為食用級(jí)玉米淀粉；纖維為高強(qiáng)滌綸工業(yè)絲(生產(chǎn)廠家為浙江古纖道新材料股份有限公司，型號(hào)為GHT-1110/192)，纖維的添加量為2根/m2，粘結(jié)時(shí)間為25秒，粘結(jié)溫度為58°C，粘結(jié)壓力為SN。③將瓦楞紙、芯紙以及復(fù)合有纖維的箱板紙送至上膠輥，進(jìn)行上膠并烘干，膠液與步驟②中的塑紙粘結(jié)劑相同，上膠量為8-10g/m2，粘結(jié)溫度為58°C;烘干溫度為150°C，烘干速度為98m/min形成瓦楞紙板，其中，瓦楞紙板由外而內(nèi)依次為:箱板紙、瓦楞紙、夾芯、瓦楞紙、箱板紙。④將步驟③的瓦楞紙板進(jìn)行冷卻定型，冷卻定型溫度為15°C，冷卻定型時(shí)間為8秒。⑤分切、壓痕、橫切、堆碼。將按照上述步驟處理獲得的纖維強(qiáng)化復(fù)合瓦楞紙板板進(jìn)行力學(xué)測試，耐破強(qiáng)度為1569kPa，邊壓強(qiáng)度為11.73kN/m，粘合強(qiáng)度為777N/m，抗壓強(qiáng)度為7.18kN，堆碼跌試驗(yàn)為合格(時(shí)間:24h，高度1.2m)，堆碼試驗(yàn)為合格(堆碼高度:3m，堆碼重量:189kg，堆碼時(shí)間:24h)，與常規(guī)工藝制作的等克重瓦楞紙板相比，其平壓強(qiáng)度、主承壓面強(qiáng)度以及整體抗壓強(qiáng)度增加20%以上，跌落強(qiáng)度增加25%以上，可滿足機(jī)電產(chǎn)品以及散體材料包裝等包裝需求。實(shí)施例2
本實(shí)施例與實(shí)施例1的設(shè)置和工作原理相同，區(qū)別在于:纖維為尼龍，纖維以網(wǎng)格形式被壓制在一層箱板紙內(nèi)側(cè)，網(wǎng)格密度為16-24孔/m2。實(shí)施例3
結(jié)合圖1，本實(shí)施例中，纖維強(qiáng)化復(fù)合瓦楞紙板的加工方法如下:
①原紙經(jīng)瓦楞輥軋制，在原紙上形成瓦楞，稱為瓦楞紙。②纖維以線材形式分別壓制在一層箱板紙內(nèi)側(cè)和芯紙上，并上塑紙粘結(jié)劑，其中，塑紙粘結(jié)劑的成分中添加劑為架橋機(jī)與穩(wěn)定劑按照質(zhì)量比為1:1混配而成的，液堿為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為30%的NaOH溶液，其他參數(shù)與實(shí)施例1中塑紙粘結(jié)劑相同；纖維為高強(qiáng)滌綸工業(yè)絲(浙江古纖道新材料股份有限公司，型號(hào)為GHT-3330/384)，其添加密度為2根/m2，粘結(jié)時(shí)間為30秒，粘結(jié)溫度為60°C，粘結(jié)壓力為8N。③將瓦楞紙、芯紙以及復(fù)合有纖維的箱板紙送至上膠輥，進(jìn)行上膠并烘干，膠液與步驟②中塑紙粘結(jié)劑相同，上膠量為8-10g/m2，粘結(jié)溫度為60°C;烘干溫度為150°C，烘干速度為110m/min形成瓦楞紙板，其中，瓦楞紙板由外而內(nèi)依次為:箱板紙、瓦楞紙、夾芯、瓦楞紙、箱板紙。④將步驟③的瓦楞紙板進(jìn)行冷卻定型，冷卻定型溫度為15°C，冷卻定型時(shí)間為8秒。⑤分切、壓痕、橫切、堆碼。將按照上述步驟處理獲得的纖維強(qiáng)化復(fù)合瓦楞紙板板進(jìn)行力學(xué)測試，耐破強(qiáng)度為1611kPa，邊壓強(qiáng)度為11.68kN/m，粘合強(qiáng)度為780N/m，抗壓強(qiáng)度為7.23kN，堆碼跌試驗(yàn)為合格(時(shí)間:24h，高度1.2m)，堆碼試驗(yàn)為合格(堆碼高度:3m，堆碼重量:189kg，堆碼時(shí)間:24h)，與常規(guī)工藝制作的等克重瓦楞紙板相比，其平壓強(qiáng)度、主承壓面強(qiáng)度以及整體抗壓強(qiáng)度增加20%以上，跌落強(qiáng)度增加25%以上，可滿足機(jī)電產(chǎn)品以及散體材料包裝等包裝需求。實(shí)施例4
本實(shí)施例與實(shí)施例3的設(shè)置和工作原理相同，區(qū)別在于:纖維為尼龍，纖維以網(wǎng)格形式分別被壓制在一層箱板紙內(nèi)側(cè)和芯紙上，網(wǎng)格密度為16孔/m2。實(shí)施例5
結(jié)合圖1，本實(shí)施例中，纖維強(qiáng)化復(fù)合瓦楞紙板的加工方法如下:
①原紙經(jīng)瓦楞輥軋制，在原紙上形成瓦楞，稱為瓦楞紙。②纖維以線材形式被分別壓制在兩層箱板紙的內(nèi)側(cè)，并上塑紙粘結(jié)劑，其中，塑紙粘結(jié)劑的成分中添加劑為架橋機(jī)與穩(wěn)定劑按照質(zhì)量比為1.9:0.1混配而成的，液堿為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為40%的NaOH溶液，其他參數(shù)與實(shí)施例1中塑紙粘結(jié)劑相同；纖維為高強(qiáng)滌綸工業(yè)絲(浙江古纖道新材料股份有限公司，型號(hào)為GHT-3330/384)，其添加密度為2根/m2，粘結(jié)時(shí)間為30秒，粘結(jié)溫度為60°C，粘結(jié)壓力為8N。③將瓦楞紙、芯紙以及復(fù)合有纖維的箱板紙送至上膠輥，進(jìn)行上膠并烘干，膠液與步驟②中的塑紙粘結(jié)劑相同，上膠量為8-10g/m2，粘結(jié)溫度為60°C;烘干溫度為150°C，烘干速度為110m/min，形成瓦楞紙板，其中，瓦楞紙板由外而內(nèi)依次為:箱板紙、瓦楞紙、夾芯、瓦楞紙、箱板紙。④將步驟③的瓦楞紙板進(jìn)行冷卻定型，冷卻定型溫度為20°C，冷卻定型時(shí)間為10秒。⑤分切、壓痕、橫切、堆碼。將按照上述步驟處理獲得的纖維強(qiáng)化復(fù)合瓦楞紙板板進(jìn)行力學(xué)測試，耐破強(qiáng)度為1575kPa，邊壓強(qiáng)度為11.58kN/m，粘合強(qiáng)度為795N/m，抗壓強(qiáng)度為7.22kN，堆碼跌試驗(yàn)為合格(時(shí)間:24h，高度1.2m)，堆碼試驗(yàn)為合格(堆碼高度:3m，堆碼重量:189kg，堆碼時(shí)間:24h)，與常規(guī)工藝制作的等克重瓦楞紙板相比，其平壓強(qiáng)度、主承壓面強(qiáng)度以及整體抗壓強(qiáng)度增加20%以上，跌落強(qiáng)度增加25%以上，可滿足機(jī)電產(chǎn)品以及散體材料包裝等包裝需求。實(shí)施例6
本實(shí)施例與實(shí)施例5的設(shè)置和工作原理相同，區(qū)別在于:纖維為尼龍，纖維以網(wǎng)格形式分別被壓制在兩層箱板紙內(nèi)側(cè)，網(wǎng)格密度為24孔/m2。
權(quán)利要求
1.纖維強(qiáng)化復(fù)合瓦楞紙板的加工方法，其特征在于:將纖維以線材或者網(wǎng)格的方式壓制在面紙上，上紙塑粘合劑，然后與瓦楞紙進(jìn)行復(fù)合，進(jìn)行烘干、冷卻定型，然后分切、壓痕、橫切、堆碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維強(qiáng)化復(fù)合瓦楞紙板的加工方法，其特征在于:所述的纖維為高強(qiáng)滌綸工業(yè)絲或尼龍中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的纖維強(qiáng)化復(fù)合瓦楞紙板的加工方法，其特征在于:所述的紙塑粘結(jié)劑為添加劑、硼砂、液堿、玉米淀粉與水的混合物，混合質(zhì)量比為添加劑:硼砂:液堿:玉米淀粉:水=1:3:5:16:25，其中，添加劑為架橋機(jī)與穩(wěn)定劑按照質(zhì)量比為1-2:0.1-2混配而成的，硼砂為工業(yè)硼砂，液堿為30-40%的NaOH溶液，玉米淀粉為食用級(jí)玉米淀粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維強(qiáng)化復(fù)合瓦楞紙板的加工方法，其特征在于:所述的粘結(jié)時(shí)間為20秒-40秒；粘結(jié)溫度為56°C -62°C ;粘結(jié)壓力為2N-14N。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的纖維強(qiáng)化復(fù)合瓦楞紙板的加工方法，其特征在于:所述的粘結(jié)時(shí)間為15秒-35秒；粘結(jié)溫度為58°C -60°C ;粘結(jié)壓力為2.5N-12N。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維強(qiáng)化復(fù)合瓦楞紙板的加工方法，其特征在于:所述的烘干溫度為 150°C _170°C，烘干速度為 90m/min- 150m/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維強(qiáng)化復(fù)合瓦楞紙板的加工方法，其特征在于:所述的冷卻定型溫度為10°c -30 °C，冷卻定型時(shí)間為6秒-12秒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維強(qiáng)化復(fù)合瓦楞紙板的加工方法，其特征在于:所述的線材方式纖維的添加量為2-4根/m2。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維強(qiáng)化復(fù)合瓦楞紙板的加工方法，其特征在于:所述的網(wǎng)格方式纖維的網(wǎng)格密度為16-24孔/m2。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維強(qiáng)化復(fù)合瓦楞紙板的加工方法，其特征在于:所述的面紙為箱板紙。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種纖維強(qiáng)化復(fù)合瓦楞紙板的加工方法，屬于瓦楞紙板加工技術(shù)領(lǐng)域。將纖維以線材或者網(wǎng)格的方式壓制在面紙上，上塑紙粘合劑，然后與瓦楞紙進(jìn)行復(fù)合，進(jìn)行烘干、冷卻定型，然后分切、壓痕、橫切、堆碼，其中所用的塑紙粘結(jié)劑為添加劑、硼砂、液堿、玉米淀粉與水的混合物，本發(fā)明纖維強(qiáng)化復(fù)合瓦楞紙板的加工方法具有流程簡單，方便實(shí)施等優(yōu)點(diǎn)，制得的紙板強(qiáng)度高、力學(xué)性能好，成本較低，可應(yīng)用于瓦楞紙板的加工等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)D21F11/12GK103114490SQ20131001888
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者陳軍江, 夏偉龍, 鄭華東 申請(qǐng)人:浙江紹興希望包裝有限公司